一种网格多涡卷混沌Colpitts振荡器及其电路实现

基于单涡卷混沌Colpitts振荡器模型,提出了一种网格多涡卷混沌Colpitts振荡器模型。利用阶跃函数代替单涡卷混沌Colpitts振荡器模型中的非线性函数,以及增加一个饱和函数,构造了一个能产生网格多涡卷混沌吸引子的Colpitts振荡器模型。通过数值仿真与电路实验,验证了该网格多涡卷混沌Colpitts振荡器的可行性。     

基于双混沌系统的带秘密密钥散列函数构造

在对逐段非线性映射详细分析的基础上,提出一种用逐段非线性映射构造基于扰动的双混沌数字系统方法,然后建立一个基于双混沌系统的带秘密密钥的散列算法,算法以迭代初始点作为秘密密钥,以粗粒化的迭代轨迹作为其散列值。实验结果表明,这种算法具有对初值有高度敏感性、很好的单向性、弱碰撞性,较基于单一混沌映射的散列函数具有更强的保密性能,且实现简单。     

Design and analysis of multiscroll chaotic attractors from saturated function series

This paper initiates a saturated function series approach for chaos generation. The systematic saturated function series methodology developed here can create multiscroll chaotic attractors from a three-dimensional (3D) linear autonomous system with a simple saturated function series controller, including one-directional n-scroll, two-directional n/spl times/m-grid scroll, and 3-D n/spl times/m/spl times/l-grid scroll chaotic attractors. The dynamical behaviors and chaos generation mechanism of multiscroll systems are further investigated by analyzing the system trajectories. In particular, a two-dimensional (2D) Poincare/spl acute/ return map is rigorously derived for verifying the chaotic behaviors of the double-scroll chaotic attractor, which is a basic generator of various multiscroll chaotic attractors investigated in the paper.     

Ambiguity functions of laser-based chaotic radar

The ambiguity functions of a newly developed laser-based chaotic radar (CRADAR) system are studied. In the CRADAR system, the chaotic waveforms can be generated either by an optically injected (OI) semiconductor laser, or a semiconductor laser with optoelectronic feedback (OEF). The ambiguity functions of the chaotic pulsation and chaotic oscillation waveforms obtained experimentally from the CRADAR system with the respective OEF and the OI schemes are examined and compared. In the cross-ambiguity functions, both types of the chaotic waveforms demonstrate their excellent capabilities in the electrical counter-countermeasures (ECCM) that civilian and military applications desire. In the auto-ambiguity functions, the chaotic oscillation waveform shows better unambiguous detection quality than the chaotic pulsation waveform that an ideal thumbtack-like ambiguity function with minimal sidelobes is found. Moreover, variations in the peak value and the full width at half-maximum of the auto-ambiguity function of the chaotic oscillation waveform along the principal axes are also investigated. By having the features of both ultrawideband radar and random signal radar, the chaotic oscillation waveform of the CRADAR system with the OI scheme is shown to possess the advantages of high range resolution, excellent ECCM capability, ideal thumbtack-like ambiguity function, and uncoupled range and range rate resolution functions.     

三维多涡卷Colpitts混沌系统及其数字硬件实现

基于混沌吸引子形成的机理,利用单位锯齿波函数改造混沌Coipitts振荡器模型,提出了一个新三维多涡卷混沌系统,生成了(2K+1)涡卷混沌吸引子.单位锯齿波函数的引入,增加了系统的指数2平衡点,从而形成多涡卷吸引子.采用常规的动力学分析方法,研究了该多涡卷混沌系统的动力学特性,研究结果表明所提出的系统的Hopf分岔点仅...     

一维鲁棒混沌映射及S盒的设计

本文利用Li-York混沌判别定理,构造了一类分段线性连续混沌映射.基于此类映射,建立了一个构造一类分段非线性鲁棒混沌映射的判别定理.作为应用,构造了一个由多项式函数和三角函数映射合成的分段非线性鲁棒混沌映射.通过计算该混沌映射的分岔图,验证了映射在参数范围内的混沌性.作为鲁棒混沌的应用,设计了三个基于分段非线性鲁棒混沌映射的伪随机数发生器.在此基础上,利用混沌映射对初始参数的敏感性,提出了批量生成S盒的算法.S盒密码性能的分析结果表明,生成的S盒具有良好的密码学性能,可以较好的抵抗线性与差分攻击,为密码算法的研究发展提供基础与条件.     

光纤激光器输出不稳定性的混沌控制

研究了光纤激光器的混沌控制问题,采用线性反馈控制对光纤激光器混沌系统进行了稳定控制,通过控制使单模激光混沌系统不再有混沌现象。给出了线性反馈控制函数的表达式,从理论上研究和得到了反馈系数的选择原则。研究结果表明：恰当地选择线性反馈控制函数和反馈系数,可以使单模激光混沌系统具有任意所需要的稳定输出和周期轨道;选择确定的控制函数和反馈系数,可以事先知道控制结果。     

离散混沌系统稳健差拍同步方法及其在保密通信中的应用

本文结合自适应信道盲均衡和离散混沌系统差拍同步提出了一种存在信道畸变时的离散混沌系统的稳健关拍同步方法。该方法把混沌误差同步作为能量函数,利用进化算法训练递归神经网络完成自适应信道盲均衡,均衡器的输出作为混沌接收器的激励信号,从而在完成信道盲均衡的同时混沌系统达到同步状态。此外,本文提出了一种利用离散混沌系统稳健差拍同步实现存在信道畸变时的保密通信方法。     

基于耦合帐篷映射的时空混沌单向Hash函数构造

提出一种基于耦合帐篷映射的时空混沌单向Hash函数构造方案。与帐篷映射相比，该方案所采用的离散耦合帐篷时空混沌模型避免了有限精度实现产生的短周期行为，产生的时间序列近似服从均匀分布，具有更为理想的扩散与混乱特性。利用该模型实现了任意长度明文序列单向Hash为128位Hash值的算法。时空混沌系统的初态作为密钥，具有很大的密钥空间。Hash值与相应的明文消息及密钥有着敏感、复杂的非线性强耦合关系。理论分析与仿真实验结果表明，该方案与现有混沌Hash算法相比，既有好的安全性，又有高的执行效率，满足单向Hash函数的各项性能要求。     

简单分段线性混沌系统与SETMOS混沌系统的自适应广义同步

研究了基于SETMOS构成的、参数未知的类双涡卷混沌系统与结构不同的简单分段线性混沌系统的广义自适应同步方法。通过分析混沌系统的特点和广义同步的定义,基于李雅普诺夫稳定性理论,提出了一种新颖的、结构简单的自适应控制器和参数更新律,来实现不同结构、驱动系统参数未知的混沌系统的广义同步。这种方法还可以应用于不同结构或相同结构的其他同步问题,如自适应广义反同步等,应用范围较广。仿真结果进一步证实了该方法的有效性和可行性。     

一种新的混沌神经网络及其应用

提出了一种新的混沌神经元模型,该神经元的激励函数由Gauss和Sigmoid两种函数加和组成的非单调函数构成.通过分岔图及Lyapunov指数的计算,分析了其动力学特性.基于该模型,构造了一种新的具有暂态混沌特性的神经网络,该网络在寻优过程中同时衰减两种退火机制实现混沌退火.通过将特征点匹配问题转化为优化问题,该网络可以实现对目标识别问题的求解.仿真实验验证了该算法的有用性和有效性.     

具有时延的神经元模型耦合系统的混沌同步

该文研究了一个由有混沌现象的具有时延的简单神经元模型构成的耦台系统的混沌同步,具有时延的神经元模型混沌系统,对时延的初始值具有敏感性,对于任意激活函数,用解析分析方法得到了耦合系统达到强同步的一般化条件。     

Design and implementation of n-scroll chaotic attractors from a general jerk circuit

This paper proposes a novel nonlinear modulating function approach for generating n-scroll chaotic attractors based on a general jerk circuit. The systematic nonlinear modulating function methodology developed here can arbitrarily design the swings, widths, slopes, breakpoints, equilibrium points, shapes, and even the general phase portraits of the n-scroll chaotic attractors by using the adjustable sawtooth wave, triangular wave, and transconductor wave functions. The dynamic mechanism and chaos generation condition of the general jerk circuit are further investigated by analyzing the system stability. A simple block circuit diagram, including integrator, sawtooth wave and triangular wave generators, buffer, switch linkages, and voltage-current conversion resistors, is designed for the hardware implementations of various 3-12-scroll chaotic attractors via switchings of the switch linkages. This is the first time to experimentally verify a 12-scroll chaotic attractor generated by an analog circuit. In particular, the recursive formulas of system parameters and real physical circuit parameters are rigorously derived for the hardware implementations of the n-scroll chaotic attractors. Moreover, the adjustability of the nonlinear modulating function and the rigorous recursive formulas together provide a theoretical principle for the hardware implementations of various chaotic attractors with a large number of scrolls.     

改进量子遗传算法辨识超混沌系统

混沌系统的参数辨识是非线性科学中混沌控制与同步的关键问题。提出改进量子遗传算法,该算法具有良好的全局搜索能力,将其应用在混沌系统参数辨识问题。通过尽量减小实际系统与数学模型的状态同步误差来构造适应度函数,将参数辨识问题转化为一个多维优化问题。对超混沌Chen系统进行研究,并与基本量子遗传算法比较。实验仿真结果表明,改进量子遗传算法的有效和可行性,为混沌系统辨识开拓了一种新方法。     

利用非线性函数控制的混沌异结构同步

研究了利用非线性函数控制的混沌异结构同步问题.基于Lyapunov稳定性理论,设计了非线性控制函数,使得同步误差系统的Lyapunov函数的形式为V(e)=eTPe(P为正定矩阵),根据数学公式推导,理论证明了该方法可以实现不同混沌系统之间的异结构同步.数值模拟进一步验证了所提出方案的有效性.     

混沌频率调制增强开关变换器EMC的研究

探讨了混沌频率调制技术在开关变换器中抑制电磁干扰的实际效果.分析了被调制信号的频谱与混沌系统产生的调制信号的不变密度函数之间的关系.设计了一个简单的Ber noulli映射混沌电路,并加入到工作在双环控制模式的Boost变换器,使开关频率随机变化.实验结果证明了提出的技术能有效降低开关变换器的谐波峰值和应用于开关变换器的可行性.     

n×m涡卷混沌吸引子的研究及硬件实现

提出了产生n×m涡卷混沌吸引子的一种新方法,用三角波函数序列和阶跃函数序列构造网格多涡卷混沌系统,找出函数中平衡点和转折点的值,并对系统的基本动力学特性进行了研究,包括理论分析和计算机模拟仿真。用模块化的方法设计了现场可编程门阵列（FPGA）硬件实验电路,给出了相关的实验结果。计算机仿真和FPGA硬件实验结果相吻合,由此证明了该系统的混沌特性。     

一种混沌序列密码的产生

受到时延混沌系统对时延时间段初值函数极端敏感特点的启发,利用一一映射与混沌映射相组合在数字滤波器的结构上产生混沌密码序列,使序列同样受到时延时间段初值的影响,增加序列的复杂度,提高保密通信的安全性,并给出了理论分析。同时对该序列的相关性等特性进行了模拟,将其与混沌跳频、非一一映射所产生的混沌序列进行比较,证明了该方法是可行性。     

Detection performance of chaotic spreading LPI waveforms

Low probability of intercept (LPI) performance of a direct-sequence (DS) spread-spectrum (SS) system with chaotic spreading sequences is investigated in this paper. Several intercept receivers, including energy detectors, synchronous and asynchronous, coherent and noncoherent structures, which are typically used to detect binary DS SS signals, are examined here to detect the presence of chaotic DS SS signals. A simple detection approach using a binary correlating function to detect nonbinary chaotic sequences is proposed. The expressions of detection probabilities of chaotic spreading signals using those intercept receivers are derived. Comparisons between systems using chaotic and binary sequences are given in terms of the LPI performance, and the performance improvement with chaotic spreading sequences is observed.     

一种新型的自适应混沌遗传算法

针对标准二进制编码遗传算法的缺陷,提出一种基于实数编码技术的新型自适应混沌遗传算法用于求解优化问题.该算法利用信息熵理论产生较好的初始群体分布,并依据概率分布函数构造杂交算子,同时结合混沌动力学特性和人工神经网络理论,设计了一种自适应混沌变异算子,使算法能有效维持群体多样性,防止和克服进化过程中的"早熟"现象,算法操作简单、易于实现.最后通过对几个经典测试函数的数值实验,验证了该算法在提高解的精度和加快收敛速度方面都有显著改善,从而为解决函数优化问题提供了一种行之有效的新方法.